爆炸冲击数值模拟技术基础 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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门建兵，蒋建伟，王树有 著

图书标签:

• 爆炸冲击
• 数值模拟
• 有限元
• 计算流体力学
• LS-DYNA
• ABAQUS
• 材料力学
• 冲击动力学
• 结构工程
• 防护工程

出版社： 北京理工大学出版社

ISBN：9787568209199

版次：1

商品编码：11779678

包装：平装

丛书名： 工业和信息化部“十二五”规划教材

开本：16开

出版时间：2015-07-01

用纸：胶版纸

页数：180

字数：270000

正文语种：中文

内容简介

　　《爆炸冲击数值模拟技术基础》介绍了数值模拟的基本原理、建模原则、常用算法基础理论、材料模型及典型应用，强调理论与实践的结合。全书共有7章，第1章为爆炸冲击数值模拟概述；第2章重点介绍了数值模拟前处理建模流程、模型构建原则与方法；第3～5章介绍了拉格朗日算法、欧拉算法以及常用替代算法的基础理论知识，同时基于AuTODYN软件针对各算法的典型应用实例给出了具体指导，有助于读者了解算法的应用；第6～7章介绍了爆炸冲击数值模拟常用材料模型及其参数测定方法，帮助读者正确理解并科学选用材料模型。
　　《爆炸冲击数值模拟技术基础》可作为高等学校工科类高年级本科生、研究生的教材，也可供从事相关专业的工程技术人员和研究人员参考。

目录

第1章 概述
1.1 引言
1.2 科学认识数值模拟
1.3 爆炸冲击数值模拟常用软件
1.3.1 AUTODYN软件
1.3.2 LS-DYNA软件
1.3.3 MSC-Dvtran软件
1.3.4 PAM-CRASH软件
1.3.5 ABAOtJS软件
1.3.6 SPEED软件
1.3.7 Imoa3D软件
1.4 数值模拟技术的发展与展望
1.4.1 数值模拟技术发展趋势
1.4.2 国内现状分析

第2章 数值模拟前处理建模
2.1 数值模拟解决工程问题的基本流程
2.2 数值模拟程序组成
2.2.1 前处理（Preprocessin）
2.2.2 求解计算（Solution）
2.2.3 后处理（Postgrocessin）
2.3 前处理建模基本流程及模型格式信息
2.3.1 前处理建模基本流程
2.3.2 数值模型格式信息
2.3.3 数值模拟误差分析
2.4 网格基本分类
2.4.1 按维数分类
2.4.2 按排列形式分类
2.5 网格模型构建原则
2.5.1 网格尺寸对数值模拟精度的影响
2.5.2 网格模型的构建原则
2.6 网格模型构建方法
2.6.1 网格模型常用构建算法
2.6.2 网格模型的构建软件
2.6.3 FrueGrid构建网格模型
2.6.4 ICEM构建网格模型

第3章 拉格朗日算法及其应用
3.1 引言
3.2 控制方程
3.3 拉格朗日计算循环
3.3.1 网格单元变量
3.3.2 网格单元体积和应变率
3.3.3 压力和应力
3.3.4 节点力
3.3.5 节点加速度、速度和位移
3.3.6 边界条件
3.3.7 时间步长
3.4 克服拉格朗日网格过度扭曲的方法
3.5 拉格朗曰算法小结
3.6 典型应用示例
3.6.1 破片穿靶模拟
3.6.2 多点起爆EFP成型过程模拟

第4章 欧拉算法及其应用
4.1 引言
4.2 控制方程
4.3 欧拉计算循环
4.3.1 欧拉网格
4.3.2 求解过程
4.3.3 人工黏性
4.3.4 材料输运
4.3.5 混合单元的处理
4.3.6 时间步长
4.4 欧拉算法小结
4.5 典型应用示例
4.5.1 聚能射流形成模拟
4.5.2 爆炸冲击波传播过程模拟

第5章 拉格朗日与欧拉的替代算法及其应用
5.1 任意拉格朗日一欧拉（ALE）算法
5.2 耦合算法
5.3 光滑粒子流体动力学（SPH）方法
5.4 壳单元（Shell）算法
5.5 梁单元（Beam）算法
5.6 典型应用示例
5.6.1 炸药水中爆炸模拟
5.6.2 接触爆炸对混凝土结构的损伤
5.6.3 超高速碰撞模拟
5.6.4 动能杆侵彻钢筋混凝土

第6章 材料模型
6.1 材料平衡状态区域图
6.2 状态方程
6.2.1 理想气体状态方程
6.2.2 线性状态方程
6.2.3 Mie—Gruneisen形式状态方程
6.2.4 多项式状态方程
6.2.5 Shock状态方程
6.2.6 p一口模型
6.2.7 高能炸药状态方程
6.3 本构模型
6.3.1 弹性模型
6.3.2 弹塑性模型
6.3.3 0hnson—Cook模型
6.3.4 Zerilli—Armstrong模型
6.3.5 Steinberg—Guinan模型
6.3.6 HJC模型
6.3.7 RHT模型
6.4 失效模型
6.4.1 失效类模型
6.4.2 体积（各向同性）失效模型
6.4.3 方向性失效模型
6.4.4 累积损伤模型
6.5 材料模型的选取

第7章 典型材料模型参数试验测定方法
7.1 典型材料特性试验方法
7.1.1 材料静态拉伸和扭转试验
7.1.2 泰勒杆试验
7.1.3 霍普金森压杆试验
7.1.4 平板撞击试验
7.1.5 圆筒试验
7.2 典型材料模型参数的获取
7.2.1 金属材料的冲击状态方程参数获取
7.2.2 金属材料的Johnson—Cook本构模型参数拟合
7.2.3 炸药JWL状态方程参数获取
参考文献

前言/序言

《计算力学导论：有限元方法与动力学分析》 本书旨在为读者构建扎实的计算力学理论基础，深入剖析现代工程分析中不可或缺的两种核心技术——有限元方法（FEM）和动力学分析。全书共分五个部分，循序渐进地引导读者掌握从理论推导到实际应用的全过程。 第一部分：连续介质力学基础与数值离散化 本部分首先回顾连续介质力学中的基本概念，包括应力、应变、本构关系以及能量原理等，为后续的数值方法奠定理论基石。在此基础上，重点介绍有限元方法的离散化思想，阐述如何将复杂的连续体域划分为有限个互联的单元，以及在单元内部如何引入形函数近似位移场。我们将详细推导单元刚度矩阵和节点载荷向量的形成过程，并讲解装配全局刚度矩阵和载荷向量的方法，最终转化为一系列代数方程组。此部分将涵盖一维、二维及三维单元的典型构型及其相应的单元方程推导，重点关注梁、板、壳以及实体单元的理论细节。 第二部分：结构静力分析的有限元实现 在掌握了基本的有限元离散化方法后，本部分将聚焦于结构静力分析。我们将详细讲解如何求解由全局刚度方程组得到的节点位移，并在此基础上计算单元内的应力和应变。本书将深入探讨不同类型的边界条件（位移边界条件和力边界条件）的施加方法，以及如何处理各种载荷类型（集中力、分布式载荷、体力等）。此外，还将介绍应力奇异性、网格收敛性研究以及一些常见的数值求解器（如直接法和迭代法）的工作原理和优缺点，帮助读者理解求解过程中的关键技术和潜在问题。 第三部分：动力学分析的理论与方法 本部分将扩展到结构动力学领域。我们将首先介绍结构动力学方程的建立，包括质量矩阵、阻尼矩阵和刚度矩阵的形成，以及惯性力和阻尼力的表达。在此基础上，重点介绍求解动力学方程的常用方法。我们将详细阐述直接积分法（如中心差分法、Wilson-θ法、H-α法等）的原理、算法步骤和数值稳定性，以及模态分析法（特征值问题求解）在结构振动特性分析中的应用。本书还将涉及自由振动、受迫振动、瞬态动力学分析以及频率响应分析等内容，并通过实例展示不同动力学分析的应用场景。 第四部分：非线性分析与高级主题 本部分将引入结构分析中的非线性问题。我们将探讨几何非线性和材料非线性的来源，以及在有限元框架下处理这些非线性的方法，包括增量载荷法、牛顿-拉夫逊迭代法等。此外，还将介绍接触分析、弹塑性材料模型以及断裂力学在有限元中的初步应用。对于希望进一步深入研究的读者，本部分还将简要介绍某些前沿领域，如损伤力学、疲劳分析的基本概念，为读者未来在该领域的研究提供初步指引。 第五部分：工程应用实例与软件实践 理论结合实践是掌握计算力学技术的关键。本部分将通过一系列精心设计的工程应用实例，展示本书所介绍的有限元方法和动力学分析技术的实际应用。我们将涵盖土木工程（如桥梁、大坝的静力与动力响应）、机械工程（如发动机部件的应力应变分析、结构的振动模态分析）以及其他相关工程领域的典型问题。同时，本书还将提供一些常用商业有限元软件（如Abaqus、ANSYS等）的基本操作指导和案例演示，帮助读者将理论知识转化为解决实际工程问题的能力。读者将学会如何建立模型、施加载荷与边界条件、设置分析类型、求解器参数，并对计算结果进行后处理和评估。 本书的编写风格力求严谨又不失清晰，理论推导详尽，公式推导过程完整，并配以大量的图示和表格，以帮助读者更好地理解抽象的力学概念和数值算法。每章末尾设有习题，供读者巩固所学知识。本书适合高等院校机械、土木、航空航天、力学等相关专业的本科生、研究生，以及从事工程设计、分析和研究的工程师阅读。通过学习本书，读者将能够独立运用有限元方法和动力学分析技术解决复杂工程问题，为进一步学习更高级的数值模拟技术打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书的作者在逻辑构建上可谓是下了苦功，我翻阅的时候，最大的感受就是每一个概念的引入都显得顺理成章，没有突兀或者跳跃的地方。比如，在介绍各种数值离散格式的时候，作者会先详细阐述为什么要引入数值方法，解决的根本问题是什么，以及传统解析方法存在的局限性。然后，再根据问题的性质，循序渐进地介绍有限差分法、有限元法以及他们各自的优劣。我印象深刻的是，在讲解某一特定数值格式的推导过程时，作者会穿插一些相关的物理背景知识，让读者在理解数学公式的同时，也能时刻把握其物理意义。这对于我这种非科班出身的读者来说，简直是福音。很多时候，我们在学习复杂的数值算法时，会感到理论枯燥乏味，完全不知道这些公式推导出来有什么用，但是这本书巧妙地将理论与实践联系起来，让我体会到每一步数学推导背后都蕴含着深刻的物理现象。此外，书中还大量地使用了“类比”的手法，用一些我们生活中常见的现象来解释复杂的物理概念，比如用弹簧和质量块来比喻材料的力学响应，用涟漪的扩散来比喻波的传播。这种接地气的讲解方式，极大地降低了理解难度，让我能够更轻松地进入作者所构建的理论体系。我尤其欣赏作者在章节结尾设置的“思考题”和“讨论区”，虽然我还没有时间和精力去解答，但仅仅是看一眼这些问题，就能激发我进一步思考书中内容的动力，也让我意识到自己知识的不足之处，从而更加有针对性地去学习。

评分☆☆☆☆☆

这本书的体量给我一种“厚积薄发”的感觉。翻开它，就能感受到其中蕴含的深厚学识和作者倾注的心血。它不是一本可以快速浏览的入门读物，而是一本需要耐心、细致地去品读的经典之作。每一页都可能包含着前沿的理论、精妙的推导，或者是经过实践检验的工程经验。我注意到书中对一些数学公式的推导过程，都写得非常详尽，而且附带了清晰的解释，这让我在理解这些公式时，能够真正把握其物理意义，而不是仅仅记住符号。我甚至可以想象，在未来的研究或工作中，我可以将这本书作为一本重要的参考手册，随时查阅其中相关的理论和方法。它的内容涵盖的范围非常广，从基础的物理原理到复杂的数值算法，再到具体的应用案例，几乎涵盖了爆炸冲击数值模拟的方方面面。这让我感到，一旦我深入掌握了这本书的内容，我就能在这个领域具备相当的竞争力。它的价值，不在于它能让我快速学会一招半式，而在于它能够为我构建一个全面、扎实的知识体系。

评分☆☆☆☆☆

这本书带给我的惊喜，还在于它在理论深度和工程应用之间的平衡。我翻阅的时候，感觉作者并没有仅仅停留在纯粹的理论推导，而是经常会提及这些理论是如何在实际工程问题中得到应用的。比如，在讲解特定数值算法时，作者会举例说明该算法是如何被用来模拟航天器表面的冲击、建筑物的抗爆设计，甚至是地下核爆炸等场景。这种将理论与实际紧密结合的方式，极大地激发了我学习的兴趣。它让我看到，我所学习的知识并非空中楼阁，而是能够解决实际工程难题的有力工具。我特别留意到书中对一些关键参数的讨论，例如材料的损伤模型、断裂准则等，这些参数的选择往往直接关系到模拟结果的精度和可靠性。作者在书中对这些参数的获取和敏感性分析也进行了探讨，这对于想要将模拟技术应用于实际工程的读者来说，是非常宝贵的经验。我甚至可以想象，在未来实际操作模拟软件时，我能够结合书中所学，更有针对性地选择合适的模型和参数，从而提高模拟的效率和准确性。

评分☆☆☆☆☆

这本书的参考文献部分让我眼前一亮。我通常会习惯性地翻到书的最后，看看作者都引用了哪些文献，这能很大程度上反映出这本书的学术水平和研究深度。在这本书里，我看到了一长串极具分量的引用，其中不乏一些国际顶尖期刊和知名学者的大作。这说明作者在撰写本书时，查阅了大量的原始文献，并对相关领域的研究进展有着深入的了解。这种扎实的学术根基，让我对书中内容的可靠性和前沿性充满了信心。我尤其注意到，作者不仅引用了经典的研究成果，还收录了一些近几年发表的论文，这表明本书的内容并非陈旧过时，而是紧跟学术研究的最新动态。对于我这种希望掌握最新技术和理论的学习者来说，这一点非常重要。我甚至可以根据书中的参考文献，去进一步查阅更详细的资料，从而拓展我的知识面。这不仅仅是一本书，更像是一扇通往爆炸冲击数值模拟研究领域的大门，通过它，我可以找到更多深入探索的路径。我期待着能够结合书中的理论，去查阅这些参考文献，真正做到融会 गुंतवणूक，触类旁通。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计就相当引人注目，一种硬朗而充满力量感的风格，仿佛预示着书中即将展开的震撼内容。我拿到这本书的时候，就被它沉甸甸的质感所吸引，拿在手里就有一种专业、扎实的学术氛围扑面而来。虽然我不是这个领域的专家，但从排版、字体选择以及各章节的标题来看，都透着一股严谨和系统性。目录设计得非常清晰，一步步引导读者进入爆炸冲击的微观世界，从基本的物理原理到复杂的数值方法，层层递进，逻辑性极强。我特别留意到书中引用了一些非常前沿的文献，这表明作者在资料的搜集和梳理上下了很大的功夫，确保内容的科学性和时效性。而且，我注意到书中对一些概念的解释，比如材料的本构模型、应力波的传播机理等，都力求做到通俗易懂，即使是对初学者来说，也不会觉得门槛过高。整体而言，这本书给我一种“硬核”的感觉，它不是那种可以轻松翻阅的小品文，而是需要静下心来，仔细研读，才能真正领会其中精髓的学术著作。我期待着通过这本书，能够更深入地理解那些在影视作品中屡屡出现的震撼场景背后的科学原理，尤其是那些肉眼无法观察到的细微变化和复杂的相互作用。书中的插图和图表，虽然我还没有仔细研究，但从初步的翻阅来看，质量都相当不错，色彩搭配得当，线条清晰，能够有效地辅助理解抽象的概念。

评分☆☆☆☆☆

这本书的版式设计给了我一种沉浸式的阅读体验。从封面到内页，都透露着一种专业、严谨的气息。我特别喜欢书中的插图和图表，它们并非简单的装饰，而是起到了至关重要的辅助作用。很多抽象的物理概念，通过作者精心绘制的图示，变得生动形象。比如，在解释冲击波的产生和传播机制时，书中出现的示意图，能够清晰地展示出压力、速度等物理量的分布和演化过程。我甚至能够想象到，这些图表背后，是作者无数次的设计和修改，力求达到最直观、最准确的表达效果。对于爆炸冲击这种涉及到高速、大变形、甚至相变等复杂物理过程的领域，视觉化的呈现方式是理解的关键。这本书在这方面做得非常出色。我看到书中对有限元网格的剖分、不同单元类型的选择，都有配以清晰的图例。这对于那些希望通过学习本书来掌握具体模拟软件操作的读者来说，无疑是极大的帮助。即使我只是一个初学者，通过这些图表，也能够对复杂的三维模型和网格结构有一个初步的认识。而且，我注意到书中对一些数值结果的可视化处理也进行了介绍，例如速度云图、压力分布图等，这让我对如何从模拟数据中提取有用的信息有了更清晰的认识。

评分☆☆☆☆☆

我之所以选择阅读这本《爆炸冲击数值模拟技术基础》，主要是因为我对爆炸冲击这一领域充满了好奇，并且希望能够通过系统学习，掌握相关的数值模拟技术。在我翻阅的过程中，我发现这本书的语言表达非常专业，但同时又力求清晰易懂，这对于非专业背景的我来说，是一个很大的优势。书中对于一些基础物理概念的解释，比如应力、应变、能量守恒等，都做了非常细致的阐述，并且用了很多通俗的例子来辅助理解。这让我能够逐步建立起对爆炸冲击现象的基本认识。我特别欣赏书中对不同材料在爆炸冲击下的行为特征的描述，例如材料的塑性变形、断裂、相变等，这些都是非常复杂但又至关重要的物理过程。作者能够将这些复杂的过程用清晰的语言和生动的图示结合起来，让我能够直观地感受到材料在极端条件下的响应。此外，书中还对一些常用的数值方法，比如有限元法、有限差分法等，进行了详细的介绍，并解释了它们在爆炸冲击模拟中的应用。虽然我还需要花费更多时间来深入学习这些方法，但初步的了解让我对数值模拟的强大能力有了初步的认识。

评分☆☆☆☆☆

这本书的结构设计堪称典范，让我能够按照自己的节奏深入学习。当我初次拿到这本书时，就被其清晰的章节划分和逻辑严谨的目录所吸引。它仿佛是一张详细的地图，指引着我一步步探索爆炸冲击数值模拟的奥秘。作者并没有试图将所有内容一股脑地塞给读者，而是采取了循序渐进的方式。从最基础的物理概念入手，逐步深入到复杂的数值算法和模型。我尤其喜欢的是，每个章节在引入新的概念时，都会先回顾之前学过的知识，帮助我建立起知识之间的联系。比如，在讲解有限元法的离散化过程时，作者会先复习能量原理和虚功原理，让我明白为什么要进行离散化。这种“温故而知新”的学习方式，极大地帮助我巩固了已有的知识，并为学习新内容打下了坚实的基础。而且，书中还经常穿插一些“小贴士”或者“注意事项”，这些看似不起眼的内容，却往往能点亮我的思维，让我避免一些常见的误区。我甚至可以想象，在日后遇到实际问题时，我能够回过头来，找到这些“小贴士”，快速找到解决问题的思路。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本《爆炸冲击数值模拟技术基础》后，我迫不及待地翻阅了一下，立刻就被其中严谨的学术风格和丰富的专业内容所吸引。这本书的语言风格非常精准，没有多余的修饰，直击核心概念。对于我这样希望系统学习爆炸冲击模拟技术的人来说，这无疑是一份宝藏。我发现书中在介绍各种模拟算法时，不仅仅是给出了公式，更重要的是深入浅出地讲解了算法的原理、适用范围以及可能存在的数值稳定性问题。例如，在讲解流体动力学方程组的数值求解时，作者详细阐述了不同格式（如有限差分、有限体积、有限元）在处理激波、界面等复杂问题时的特点和优劣。我尤其注意到，书中对网格生成和自适应网格技术的讨论，这是进行高效准确模拟的关键环节，作者在这方面的内容也相当详尽，甚至提到了针对爆炸冲击特有的网格处理策略。此外，书中对材料本构模型的选择和参数化也给予了足够的重视，这直接影响到模拟结果的真实性。我看到作者列举了多种常用的高焓、高压材料模型，并讨论了如何根据实验数据进行拟合和验证。这对于实际工程应用中的模型建立具有极高的指导意义。整本书的知识密度很高，需要反复研读和思考。但正是这种“硬核”的内容，让我相信它能够为我打下坚实的理论基础，为我未来在这一领域的深入研究或实际应用提供有力的支撑。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格非常独特，既有学术著作的严谨性，又不失一种引人入胜的魅力。我翻阅的时候，就感觉到作者不仅仅是在陈述事实，更是在引导读者进行思考。比如，在解释某一复杂物理现象时，作者会提出一系列问题，引导读者去探究其背后的原因。这种“苏格拉底式”的教学方法，让我能够更主动地参与到学习过程中，而不是被动地接受信息。我甚至能感觉到，作者在用一种非常有条理的方式，构建我的认知框架。书中的语句结构往往比较长，但却非常精炼，每个词语都经过了深思熟虑，力求表达最精确的含义。对于我这种对学术研究有一定追求的读者来说，这种语言风格非常有吸引力。我甚至可以从中学习到如何更清晰、更有逻辑地表达自己的观点。我期待着在阅读过程中，能够不断地被作者的思考方式所启发，从而提升自己的学术素养。

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还不错

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很好，正版

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学习中。。。

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